不論何種發泡機,能夠發泡的基本原理,就是將空(kōng)氣引入發泡劑溶液中。
各種機型的變化在於引入氣體的方式不同,因而效果也不同。 泡沫的形成有兩個的因素,一(yī)是發泡劑溶液,二是空氣,二者缺一不可。沒有發(fā)泡劑溶液,包圍氣體的液膜(mó)就不(bú)會形(xíng)成,也就沒有氣(qì)泡。而沒有氣體(tǐ),單有發泡劑溶液,泡也不能形成。 在氣泡的形成體係中,發泡劑溶液是(shì)分散介質,氣體是分散相,氣(qì)體分散於液體中,才能形成氣泡,再由無數氣泡組成泡沫。除了發泡劑性(xìng)能這個重要因素外,氣體引入發泡劑(jì)溶液是另外一個重要的因素。而氣體引(yǐn)入液體,靠(kào)發泡機來完成,即發泡機采用的方法將氣體引入(rù)液體中。不同的發(fā)泡機,引入氣體的方法不同。總的來說,發泡機引入(rù)氣體的方法有以下幾種:
(1)慢速旋轉葉片引入氣體 這(zhè)是一種將氣(qì)體直接引入摻有發泡劑(jì)的砂漿(或混凝土漿)中(zhōng)的方法。攪(jiǎo)拌機葉片在推動漿體(tǐ)時,空氣隨(suí)攪拌機(jī)葉片進入漿內,另外,大量空氣在漿體翻轉時(shí)被裹入漿內,還有一部分空氣是由水泥、集料帶入漿內(nèi)的。三者相加,就是進入漿內的空氣總量(liàng)。其中,由攪拌葉(yè)片(piàn)帶入漿內的空氣及葉片翻動漿體裹(guǒ)入的空(kōng)氣占主體。 在空(kōng)氣進入漿體後,含有發(fā)泡劑表麵活性物的液體將空氣包圍,在空氣與液體的界麵形(xíng)成雙電子層液膜,以液包氣的方式形成漿體內的氣泡(pào)。 由於這種方式(shì)葉片的旋轉速度慢、引入的氣體少,所以氣(qì)泡生成量小,發泡(pào)效果欠佳(jiā)、效(xiào)率較低。
(2)高速旋轉葉片引入氣(qì)體 這是一種依靠(kào)高速旋轉(zhuǎn)葉片向發泡劑溶(róng)液中引入(rù)氣體的方式。其氣體的引入主(zhǔ)要靠旋轉葉片的作用力。這種機型的葉片一般要(yào)求高(gāo)速(sù)旋轉,轉速應>700轉/min,一般在700~1400r/min之間,葉輪端部的圓周速(sù)度應>20m/s,才能獲得較滿意的(de)效果。的高速才能使葉輪(lún)在液(yè)體中暴露,和空氣接觸,引入空氣。若轉速太低,葉輪在液體中不暴露,引氣(qì)量就很低。其合適的轉速應以下(xià)葉輪在液體旋轉時暴露為宜。
葉輪引氣的基本(běn)原(yuán)理(lǐ)如下: 當葉輪高速旋轉時,帶動發泡筒內的發泡劑溶液隨(suí)之旋(xuán)轉,形成一個滾動的環流,並產生一個很大的旋渦。這時,位於發(fā)泡劑溶液頂部氣液界麵(miàn)的氣液兩相粒子,就(jiù)會相伴而下,呈快速螺旋狀下降到旋渦的底部,在葉輪邊緣2.5~5㎝處,形成一個湍流區。在(zài)這個區域內,氣液(yè)兩相粒子受(shòu)到葉輪較強的剪切和衝擊作用,分散成細小的分散體(tǐ),很快地(dì)實現了氣液的混合(hé),使氣體均勻分散於液體中,實現(xiàn)了(le)氣體的引入。其引入效率由轉速、葉輪直徑、葉輪距發泡筒的距離,葉輪葉片的形狀等(děng)各種技術因素(sù)均有關,不是單一轉速決定的。高速葉輪都有(yǒu)引氣作用,隻是效率、效果、能耗不同而已。
(3)利用壓力引入氣體 這是目前國內外普遍(biàn)使用的先進引氣(qì)發泡方式,也是比較科學(xué)的一種引氣方式,是泡沫混凝土高壓、中壓發(fā)泡機技術核(hé)心。 前述兩種技術向液體引氣的方式都較慢、且不均勻,泡徑大,特別是泡徑無法控製(zhì),完全是依賴發泡機的隨機性,無法泡徑微(wēi)小和泡沫均勻這兩(liǎng)個關鍵的技術指標。同時,其發泡量(liàng)也是很難控(kòng)製的。 為了有效解(jiě)決上述(shù)這些(xiē)問題,壓力引氣發泡的的方式應運而生(shēng)。無論從發泡(pào)量、發泡速度(dù),還是泡徑及泡沫均勻度等,都跨上了一(yī)個新台階,有了很大的技術進步。它的主要原理就是利用各種可以產(chǎn)生(shēng)空氣壓(yā)力的設備,把空(kōng)氣壓入液相中,實現兩相(xiàng)的均(jun1)勻混合。在常壓下(xià),空氣進入液體(tǐ)是較難的(de),而在壓力下,則變得比較(jiào)容易。這個空氣壓力不單是把氣體(tǐ)壓向液體中,同時也把液體壓向氣體中,實際(jì)是雙相同時施壓。這樣(yàng),兩相的混合就會速度快、效率高、均勻(yún)、氣泡細小(xiǎo),達到了(le)泡沫較理想的技術要求。 我國所采用的壓力設備主要是兩種,一種是(shì)空氣壓縮機,另一種(zhǒng)是鼓風機(jī)。空氣壓縮機產生是高壓,鼓風機產生的是(shì)中低壓。因此,空氣壓縮機發泡效果(guǒ)更好一些(xiē),而鼓風機發泡效果要略差一些(xiē)。用空氣壓(yā)縮(suō)機發泡的,稱為高壓(yā)發泡機,用鼓(gǔ)風機發泡的,稱為中低(dī)壓發泡機。空氣壓縮機發泡優劣主要控製其壓力(lì)與排氣量,而鼓風機發泡,則主要控製其風壓風量。 由於空氣壓縮機製泡效果(guǒ)好,因而我國大多數發泡機采用的是空氣壓縮機。鼓風機發泡在我國也有不少應用,但(dàn)相對於高壓發泡,這種發泡方式還是較(jiào)少的。高壓空氣發泡所製泡沫的沁水率低,氣泡的(de)泡徑小,細密均勻,質量較高(gāo),鼓風發泡所(suǒ)製泡沫的泡徑略大,總體質量不如高壓(yā)發泡(pào)。
(4)高壓射流引入氣體 這是近幾年正在嚐試而還沒有(yǒu)普(pǔ)遍應用的發泡方式(shì)。其基本原理就(jiù)是利用射流產生的(de)強大分散(sàn)力,實現氣相和液相的瞬間大的表麵接觸,使二者均勻混合,並以(yǐ)液裹氣形成泡沫。這種方式還(hái)看不出比高(gāo)壓空氣發泡更多(duō)的優(yōu)勢,有待進一步的探索和完善。
任何一種技術設(shè)備都不會停留在(zài)原有基礎上,都在發展和不斷(duàn)地出新。發泡機也是(shì)這樣,今天普遍應用的(de)高(gāo)壓發泡也許明天會過時。這(zhè)就要靠大(dà)家去探(tàn)索新的發泡原理,並根據(jù)新原理創新出更先進的發(fā)泡機。
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